汽车整车柔性化制造技术的发展趋势

一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page1汽车整车柔性化制造技术的发展趋势华晨汽车工程研究院2012-08-31一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page2一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31当今世界已进入网络、知识和高新技术为代表并以满足消费者需求为核心的信息经济时代。随着科学技术的进步和社会经济的发展，市场竞争日趋激烈，产品寿命周期缩短，更新换代加快，社会消费水平不断提高，需求逐步多样化、个性化。新的市场需求、新的经营环境和新的生产技术，要求企业要实现技术、生产、管理上的不断创新，因而“柔性”战略就应运而生。所谓“柔性”战略，是指企业的制造技术、生产方式、管理模式均实现柔性化，即柔性制造、柔性生产、柔性管理。汽车产业作为现代工业中的支柱产业，涉及机械、焊接、电子、冶金、铸造、材料等广阔领域，因而柔性制造技术在汽车产业得到了非常的集中体现。现今，计算机辅助设计、模糊控制技术、人工智能、人工神经网络先进技术等在汽车产品开发、产品制造、物流控制等方面等到了广泛应用，很多汽车生产企业已经实现工厂柔性化及自动化。Page3一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31柔性制造技术也称柔性集成制造技术，是集自动化技术、信息技术和制作加工技术于一体，把以往工厂企业中相互孤立的工程设计、制造、经营管理等过程，在计算机及其软件和数据库的支持下，构成一个覆盖整个企业的一个有机系统。Page4目标：1.灵活性；2.高效率；3.低成本；一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31对于汽车生产而言，它意味着工艺流程、工艺装备、生产管理等具有很大程度的通用性，在进行新的产品生产时，不需要或较少对原有工艺流程、工艺设备生产管理进行改造，就可以进行混流生产。Page5柔性化制造技术对于汽车生产而言，主要是指用同一工艺方法、制造设备进行单一化生产，整个生产线的兼容能力与混流能力较低。刚性化制造技术一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page6汽车需求的发展变化汽车生产的发展变化大众化汽车个性化汽车单一化大批量生产多品种小批量生产一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page7随着社会进步人们需求逐渐提高，市场更加需要具有特色、符合顾客个人要求样式和功能千差万别的汽车产品。传统的制造系统不能满足市场对多品种小批量产品的需求，这样越显得生产的柔性化对企业的生存至为重要。在目前不确定的市场环境下，汽车制造商比以往任何时候都需要具有灵活多变的生产工厂。除了可以针对市场做出快速灵敏的反应外，还可以使产能最大化。一个成本较低的工厂，一个可以满负荷生产不同车型的工厂，一个可以对多变的市场迅速做出反应而迅速调整的工厂在今天看来无论对主机厂还是供应商来说都是一个理想化的工厂。汽车柔性化制造的优势举个例子，在一个地区，单款车型的市场需求量为1万台至3万台左右。这样的数量，不足以有效的利用成批设备，而同时对于单件生产或者所谓小批生产来说，这样的数量又过大。如何解决此问题，以实现合理地、经济地组织生产就是要认真研究的问题。一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page82.设备开发1.产品设计3.管理技术一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page9柔性化制造技术要从产品的设计开始。因为柔性是相对的柔性，不存在万能的生产设备。所以，柔性化制造技术对产品设计的平台化、模块化、标准化要求十分重要，产品设计要重点考虑工厂的局限性和硬点，这些，是柔性化制造技术的开端和基础。1.产品设计一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page10例如：假设我们的现生产车身输送系统定位销的间距是3200mm×960mm。如果新车型将这个间距改成3210mm×950mm，那我们就要对输送系统进行大幅度的调整。同样，如果通过调整，新车型的车身上定位销间距保持在3200mm×960mm，我们就没有必要对我们的车身输送设备做出任何改造。前32009601.产品设计一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page112.设备开发通用化：兼容混流的基础；智能化：自动控制的基础；自动化：流水生产的基础。一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page12例如：工业机器人具有充分的自由度并能够保证最大程度的自动化与智能化。对于汽车制造生产效率的提高、工艺的优化、质量的改进和稳定性方面都有很大的好处。目前，在汽车冲压、焊装、涂装、总装都得到广泛和充分的应用，以适应多种车型混流生产的需要。2.设备开发一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page133.管理技术一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page143.管理技术看板管理配送管理一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page151.冲压2.焊装3.涂装4.总装一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page16目前，冲压生产主要利用柔性压力机(多点成型压力机、串联压力机、多工位压力机)、激光切割机、柔性输送设备等进行柔性化生产。各种新工艺、新设备、智能控制等技术的应用，给生产带来了更多的灵活性，而且大大提高了冲压生产效率和成品的品质，降低了大批量生产的成本。给汽车冲压生产适应多车型，多品种生产提供了充分的保证。1.冲压一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page172.焊装作为汽车生产自动化柔性化的基础，机器人技术在混流柔性焊装线中得到了广泛的应用，在机器人焊接与柔性车门包边等方面得到广泛应用，此外柔性夹具系统、自动识别技术、柔性输送系统、柔性生产管理系统等都已得到广泛的应用。目前，一条焊装线可以具备同一平台五至六种白车身的柔性焊接能力。一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page183.涂装目前，主要利用机器人全自动喷涂、自动识别技术、柔性输送系统、柔性生产管理系统等进行柔性化生产，并且大量采用3C1B、免中涂等涂装新工艺。每条涂装线可具备多种平台(2-3种平台)的十几种车身的柔性喷涂能力。一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page194.总装目前，主要利用柔性输送系统(柔性内饰线滑板、柔性自行吊具)、涂胶机器人、自动识别技术、多车型综合功能检测系统、生产管理系统等进行柔性化生产。每条总装线可以具备多种平台(2-3种平台)、多种配置的一百多种车型的柔性装配能力。一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page201.成本挑战2.技术挑战3.管理挑战4.质量挑战一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page211.成本挑战刚性化工艺装备柔性化工艺装备13汽车生产线的工艺装备投资费用大多在十几亿至几十亿级，这样一来，柔性化工艺装配与刚性化工艺装配的投资费用对柔性化工艺装备的应用影响就较大。一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page222.技术挑战传统工业技术通用化自动化智能化车型创新技术传统汽车整车制造技术主要包括机械、电子等方面。如何将通用化、自动化、智能化与之结合，以满足个性化车型生产的需要，是柔性化制造技术在汽车整车生产的一个技术挑战。一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page233.管理挑战一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page24例如：在焊装车间，多种车型的主车身线是共线的。将下车身、侧围、顶盖焊接成白车身总成，要满足亚毫米级的质量精度，本身就是一个很大的质量难题。而将不同车型的下车身、侧围、顶盖在一条生产线上混流共线生产，还要满足相应的质量要求，是对柔性化焊接来说，是一个很大的挑战。4.质量挑战一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page25技术提高成本降低一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page261.成本降低为了解决柔性化制造设备投资费用高的问题，各汽车厂正通过提高对产品设计的平台化、模块化、标准化的要求，来减少通用化、自动化、智能化的柔性化工艺装备投入，这样就可以最大程度的保证在低工艺装备投资的条件下，最大程度的实现产品的个性化。如果平台化做得好，整个工艺装备的投资可以节省80%以上。国际机器人联合会(IFR)0%20%40%60%80%100%随着柔性化制造技术的成熟和规模化，柔化工艺装备的成本正逐步降低。比如机器人的成本得到很大程度的降低，这就使机器人的应用得到迅速普及。福特公司计划在未来几年内，将全球工厂的焊装线逐步采用全机器人焊接，国内主机厂在这方面也有了长足的进步。一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page27计算机辅助化、人工智能、人工神经网络以及模糊控制技术等先进的技术被广泛应用于柔性化制造技术，使得柔性化制造技术得到很大的发展，正在由简单的柔性制造向精密、灵敏、智能的柔性制造方向发展。2.技术提高精密控制灵敏反应系统智能一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page28随着社会进步和生活水平的提高，市场更加需要具有特色、符合顾客个人要求和功能千差万别的汽车产品。传统的制造系统不能满足市场对多品种、小批量产品的需求，这就使生产的柔性对企业的生存越来越重要。随着批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产所替换，企业的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内，生产出较低成本、较高质量的不同品种产品的能力，从这个意义上讲，柔性化制造技术是决定制造企业未来发展前途的具有重要的战略意义的重要举措。一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page29一路有我华晨汽车编者：张庆庚编制时间：2012/08/31Page30作者简介张庆庚男出生于1975年9月25日1999年毕业于沈阳工业大学机制专业,学士学位,现在沈阳华晨汽车工程研究院综合工艺处处长。主要研究汽车的整车生产工艺同步工程、工艺开发管理、工艺过程管理、工艺质量管理、工艺数据库管理、工艺标准化与信息化建设等。通讯地址:中国沈阳经济技术开发区八号路12号,邮编110141.电子邮箱:[e-mail]@163.com联系电话：[phone]。